[发明专利]一种高精度单晶金刚石刀具刃磨装置及刃磨方法

权利要求书

1.一种高精度单晶金刚石刀具刃磨装置，包括基座和主轴部件，其特征是：所述的基座上表面安装有作横向运动的进给导轨、作纵向运动的往复导轨，所述往复导轨的工作台面内嵌设有回转工作台，进给导轨的工作台面上安装有实现主轴部件作上下摆动的主轴俯仰部件，主轴俯仰部件朝向回转工作台的侧面安装有主轴升降部件，所述主轴部件安装在主轴升降部件上，回转工作台的工作台面固定有刀架部件，往复导轨上设有相机系统，所述往复导轨与进给导轨的运动方向互相垂直；回转工作台的轴线与往复导轨的工作台面互相垂直；主轴俯仰部件、主轴升降部件以及主轴部件的中心对称平面共面，并该共面与进给导轨的工作台面互相垂直；相机系统的相机轴线与回转工作台的轴线共线。

2.如权利要求1所述的高精度单晶金刚石刀具刃磨设备，其特征是：所述的往复导轨与进给导轨的运动方向之间的垂直度2μm；回转工作台的轴线与往复导轨的工作台面之间的垂直度1μm；主轴俯仰部件、主轴升降部件以及主轴部件的中心对称平面与进给导轨的工作台面之间的垂直度1μm。

3.如权利要求1所述的高精度单晶金刚石刀具刃磨装置，其特征是：所述的回转工作台、往复导轨、进给导轨均采用液体静压润滑支撑结构，主轴部件采用气体静压润滑支撑结构。

4.如权利要求3所述的高精度单晶金刚石刀具刃磨装置，其特征在于：所述的往复导轨和进给导轨均采用直线电机直接驱动、并配置反馈分辨率为1nm的直线光栅尺。

5.如权利要求1所述的高精度单晶金刚石刀具刃磨装置，其特征是：所述的相机系统包括两种规格不同的光学镜头，其中一种低放大倍率的光学镜头用于观测设备加工过程，另一种高放大倍率的光学镜头用于金刚石刀具的在位检测。

6.一种如权利要求1所述高精度单晶金刚石刀具刃磨装置的刃磨方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：向高速旋转的主轴部件内通入高压气体，向回转工作台、往复导轨、进给导轨内通入高压液压油使其浮起，检查气压和油压是否正常并让设备稳定运转20分钟以上；

步骤二：将被加工的金刚石刀具毛坯安装在刀架部件中，通过相机系统的高放大倍率的光学镜头观察并调整刀架部件，使得金刚石刀具的刀片处于回转工作台的中心位置，将相机系统的光学镜头更换为低放大倍率的光学镜头；

步骤三：转动主轴俯仰部件中的手轮，使主轴部件轴线与水平面间的夹角等于要研磨的金刚石刀具的后角；

步骤四：启动主轴部件，控制进给导轨带动主轴部件向金刚石刀具的方向做进给运动，直至听到金刚石刀具和砂轮盘接触的声音；

步骤五：启动回转工作台使其在设定的角度范围内往复摆动，启动往复导轨使其在设定的长度范围内往复移动；

步骤六：启动主轴升降部件，带动主轴部件上下移动，改变金刚石刀具的研磨方向为金刚石刀具在砂轮盘接触点上的切线方向，加工过程中，控制主轴升降部件和往复导轨的联动，确保金刚石刀具与砂轮盘上任意一点接触，实现金刚石刀具任意方向的研磨；

步骤七：控制进给导轨带动主轴部件多次进给，直至加工出所需要轮廓的金刚石刀具，控制进给导轨完成退刀，主轴部件停转，取下刀架部件中的金刚石刀具。